一种快速成型控制系统的制作方法

本发明属于电子设备技术领域，具体涉及一种快速成型控制系统。

背景技术：

快速成型用于复杂结构的成型，使用的材料一般为塑料、树脂，成型模型局限于结构的展示，存在控制精度及稳定性较差等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种快速成型控制系统，将电化学沉积原理与数字控制技术相结合，以获得金属材料成型。

为了实现上述技术目的，本发明采取的技术方案是：

一种快速成型控制系统，其特征在于，包括解析控制模块，以及与解析控制模块电连接的上位机、电源模块、温度控制模块、沉积控制模块，温度控制模块包括温度采集、加热设备，沉积控制模块包括沉积电源控制；

还包括坐标架和x轴、y轴、z轴，x轴、y轴、z轴分别包括x轴步进电机、y轴步进电机、z轴步进电机，x轴步进电机、y轴步进电机、z轴步进电机与坐标架连接。

优选的，沉积控制模块还包括镀液循环系统，镀液循环系统包括循环泵和管路并与解析控制模块电连接。

有益效果：本发明人通过反复试验摸索出了一种快速成型控制系统，控制精度及稳定性满足沉积工艺的要求，能完成金属材料的复杂模型成型，成型效果良好。

附图说明

图1为一种快速成型控制系统的结构示意图。

图2为图1控制原理图。

图3为图1系统的沉积结构及沉积控制模块原理图。

图4为图1系统的限位开关电路图。

图中数字表示：

1、上位机；2、电源模块；3、温度控制模块；30、加热设备；31、温度采集；4、解析控制模块；50、坐标架；51、x轴；510、x轴步进电机；52、y轴；520、y轴步进电机；53、z轴；530、z轴步进电机；8、沉积控制模块；90、沉积箱；91、阳极头；92、阴极板。

具体实施方式

下面将通过具体实施例对本发明做进一步的具体描述，但不能理解为是对本发明保护范围的限定。

实施例1如图1所示一种快速成型控制系统，包括解析控制模块4，以及与解析控制模块连接的上位机1、电源模块2、温度控制模块3、x轴51、y轴52、z轴53、沉积控制模块8，x轴51、y轴52、z轴53分别包括x轴步进电机510、y轴步进电机520、z轴步进电机530和驱动器、限位开关，上位机1是一台计算机，装有相应的建模软件，能对零件进行全真三维建模，上位机1、电源模块2、温度模块3均电连接到解析模块4。

另外还包括坐标架50，坐标架50的三臂按照互相垂直的三坐标布置并固定x轴步进电机510、y轴步进电机520、z轴步进电机530及各自的限位开关，高精度制造的坐标架50保证了系统的精度。限位开关、驱动器与解析控制模块4电连接，驱动器与各自步进电机电连接，解析控制模块4的信号通过驱动器送到步进电机，由步进电机驱动x轴51、y轴52、z轴53的线性移动,限位开关用于控制各轴的极限位置，各轴运行到该处时各步进电机将掉电停止。

沉积控制模块8包括沉积电源控制，沉积控制模块8与解析控制模块4电连接，沉积控制模块8接受解析控制模块4的控制信号后，对沉积开关加以控制，实现选区的沉积，沉积箱90里间隔设置阳极头91和阴极板92，阳极头91固定于坐标轴上，阴极板92固定于沉积箱90底部，阳极头91和阴极板92分别与沉积电源控制电连接，温度控制模块3包括温度采集31、加热设备30，本实施例中温度采集31采用pt100传感器，加热设备30采用电阻丝。温度控制模块3采集沉积箱90温度并根据需要调整，电源模块2为控制系统提供电源。

运行时上位机1对零件模型按照设定的厚度进行切片，将每层图形填充后信息发送至解析控制模块4，解析控制模块4选取stm32控制，解析控制模块4的信号发往各驱动器，各驱动器控制步进电机动作到适当位置，x、y、z轴控制模块实现轴电机控制与硬限位，沉积控制模块8接受解析控制模块4的控制信号后，对沉积开关加以控制，实现选区的沉积，步进电机驱动根据内容控制阳极位置与沉积开关，打印完成后发送信号到上位机，同时y轴52上移，设定厚度后等待下一层打印。

如图3所示成型头为沉积的阳极，成型板为阴极，当继电器km1线圈得电时阳极和阴极获得电镀电源的供电，控制器根据上位机1下发的代码在适当坐标处开始运行，控制信号经光电隔离后控制继电器km1线圈得失电来控制启动和停止，为了保证成型精度，在各轴零点和限位点处设置限位开关，如图3所示限位开关在检测到位置信息后发送到控制端的终端口，使控制器进行快速响应，限位开关采用gk152对射式光电开关，当阳极头移动到设定位置，轴挡片移动到gk152槽体内，发光被遮挡，则三极管接通，行程信号拉低，控制器获取下降沿行程信号。

在沉积过程中对镀液温度进行控制，控制器实时采集温度，根据设定值对其进行调控，控制器通过pt100传感器获取温度值，根据需要发出控制信号，控制ssr1进行动作，加热电阻丝通电后将电能转化成热能，采取模糊pid的方式，通过模糊查表和pid控制输出合理的pwm脉冲，使温度调控平稳，保证了成型的稳定性。

实施例2如图1、图2、图3、图4所示，系统包括解析控制模块4，以及与解析控制模块连接的上位机1、电源模块2、温度控制模块3、x轴51、y轴52、z轴53、沉积控制模块8，x轴51、y轴52、z轴53分别包括x轴步进电机510、y轴步进电机520、z轴步进电机530和驱动器、限位开关，上位机1是一台装有相应的建模软件的计算机，上位机1、电源模块2、温度模块3均电连接到解析模块4。

另外还包括坐标架50，坐标架50的三臂按照互相垂直的三坐标布置并固定x轴步进电机510、y轴步进电机520、z轴步进电机530及各自的限位开关。限位开关、驱动器与解析控制模块4电连接，驱动器与各自步进电机电连接，解析控制模块4的信号通过驱动器送到步进电机，由步进电机驱动x轴51、y轴52、z轴53的线性移动,限位开关用于控制各轴的极限位置。

沉积控制模块8包括沉积电源控制、镀液循环系统，沉积控制模块8与解析控制模块4电连接，沉积控制模块8接受解析控制模块4的控制信号后，对沉积开关加以控制，实现选区的沉积，沉积箱90里间隔设置阳极头91和阴极板92，阳极头91固定于坐标轴上，阴极板92固定于沉积箱90底部，阳极头91和阴极板92分别与沉积电源控制电连接，温度控制模块3包括温度采集31、加热设备30，本实施例中温度采集31采用pt100传感器，加热设备30采用电阻丝。温度控制模块3采集沉积箱90温度并根据需要调整，电源模块2为控制系统提供电源。

运行时上位机1对零件模型按照设定的厚度进行切片，将每层图形填充后信息发送至解析控制模块4，解析控制模块4选取stm32控制，解析控制模块4的信号发往各驱动器，各驱动器控制步进电机动作到适当位置，x、y、z轴控制模块实现轴电机控制与硬限位，沉积控制模块8接受解析控制模块4的控制信号后，对沉积开关加以控制，实现选区的沉积，镀液循环系统包括循环泵和管路，在打印开始时运行实现镀液的循环流动；步进电机驱动根据内容控制阳极位置与沉积开关，打印完成后发送信号到上位机，同时y轴52上移，设定厚度后等待下一层打印。

当继电器km1线圈得电时阳极和阴极获得电镀电源的供电，控制器根据上位机1下发的代码在适当坐标处开始运行，控制信号经光电隔离后控制继电器km1线圈得失电来控制启动和停止，为了保证成型精度，在各轴零点和限位点处设置限位开关，如图3所示限位开关在检测到位置信息后发送到控制端的终端口，使控制器进行快速响应，限位开关采用gk152对射式光电开关，当阳极头移动到设定位置，轴挡片移动到gk152槽体内，发光被遮挡，则三极管接通，行程信号拉低，控制器获取下降沿行程信号。

在沉积过程中对镀液温度进行控制，温度控制模块3包括温度采集31和加热设备30，温度采集13实时采集温度，根据设定值对其进行调控，温度控制模块3通过pt100传感器获取温度值，根据需要发出控制信号，控制ssr1进行动作，加热设备30的电阻丝通电后将电能转化成热能，采取模糊pid的方式，通过模糊查表和pid控制输出合理的pwm脉冲，使温度调控平稳，保证了成型的稳定性。

本发明利用电化学沉积原理和快速成型理论并结合数字化控制技术，控制精度及稳定性满足沉积工艺需求，能完成金属材质的复杂模型成型，实施例2在优选的镀液循环系统的辅助，成型质量更加稳定和优良，本发明有良好的前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。